S-BN粉體的應用及市場前景分析

摘 要：球形氮化硼（S-BN）是一種由氮化硼微米級單片組成的多晶球體。因其優異的各向同性、比表面積小、導熱率高（可達300W/m？K）、介電常數低（3-4）、自潤滑性等特點，廣泛應用于塊體氮化硼陶瓷制備、導熱填料、潤滑油添加劑、脫模劑等諸多領域，市場潛力巨大。目前國內該類市場90%以上被國外企業壟斷，國內只有零星企業在開發該類產品。

關鍵詞：球形氮化硼（S-BN）；快速散熱；高導熱；市場規模

1 引言

隨著5G高頻技術的發展，電力電子設備的飛速發展，各種設備加速向微型化、多功能化等方向靠攏，設備內部集成度也隨之越來越高，單位體積產生了更多的熱量，造成設備內部熱量積蓄嚴重，使得設備的工作安全隱患增大、使用壽命降低，嚴重影響了電力電子設備的穩定運行。為了保障器件正常運轉，必須將產生多余的熱量散發出去，因此，如何實現有限空間內的快速散熱是現如今電力電子設備發展的關鍵問題。

球形氮化硼（S-BN）是一種由氮化硼微米級單片組成的多晶球體。與片狀、管狀、層狀氮化硼相比，球形氮化硼不僅保持了氮化硼原有的優良性能，如離子雜質少、膨脹系數低、介電強度高，而且還具有顆粒流動性好、比表面積高等優良性能，能提高導熱的各向異性性能，球形氮化硼顆粒表面積較小，可使氮化硼在聚合物內的添加量更高，進而獲得更高的熱導率性能。

球形氮化硼（S-BN）粉體因其自身各向同性、比表面積小、導熱率高（可達300W/m·K）、介電常數低（3-4）、自潤滑性等特點而用途廣泛，可以用于塊體氮化硼陶瓷制備、導熱塑料用散熱填料、電子封裝所使用的熱界面材料（TIM）、印刷電路板（PCB）的散熱材料及固態LED等諸多領域，所以，球形氮化硼（S-BN）導熱材料的市場潛力巨大。

2 國內外現狀分析

原始BN粉末及國內市場上銷售的BN通常為片狀或不規則團聚體，表面積低，氧碳雜質含量高，結晶度差。球形氮化硼（S-BN）可以提供大的顆粒填充因子和特定區域，克服片層狀BN在聚合物中填充量小的缺點，實現高填充量、高導熱，目前國內球形BN的形成機理尚不完善，制備工藝尚不成熟，國內多數利用噴霧造粒制備成球形，限制了球形氮化硼在國防軍事及電子高科技等領域應用。

目前國內外球形氮化硼（S-BN）工藝主要有氣相反應法：采用硼酸乙酯與氨氣在氬氣氛圍中反應得到納米級別球形BN粉體；等離子反應：Jonathan等人采用等離子體法，通過熔融氮化硼或者氮化硼前驅體方法，制得球形氮化硼顆粒，粒徑在1-1000μm之間；Yoshio Bando等人提出了三甲氧基硼烷（B（OMe）3）與氨水化學氣相沉積（CVD）反應合成球形氮化硼（BN）納米粒子，粒徑約為30nm；圣戈班陶瓷及塑料股份有限公司采用約0.5～5wt%表面活性劑與約30wt%氮化硼粉體做成氮化硼漿料，進行噴霧造粒，做成100μm左右的球形氮化硼顆粒。總之，S-BN粉體納米粒徑的主要采用氣相法合成，微米級別主要采用噴霧造粒法合成。

全球球形氮化硼（BN）的核心廠商包括Saint-Gobain、3M和Bestry Performance Materials等。前三大廠商占據了全球約62%的份額。歐洲是全球最大的S-BN生產地，占有約49%的份額，其次是北美和亞太地區，分別占有20%和16%的份額。亞太地區是最大的市場，占有約32%的份額，其次是北美和歐洲，分別占有約27%和23%的市場份額。就粒徑而言，粒徑大小在50-100μm的球形氮化硼是最大的細分，占有大約55%的份額，同時就應用來說，熱界面材料是最大的下游領域，約占31%。

根據QYR（恒州博智）的統計及預測，2021年全球球形氮化硼市場銷售額達到了5211.31萬元，預計2028年將達到7139.18萬元，年復合增長率（CAGR）為4.6%（2022-2028）。地區層面來看，中國市場在過去幾年變化較快，2021年市場規模為426.08萬元，約占全球的30.38%，預計2028年將達到626.35萬元，屆時全球占比將達到31.86%。

目前國內該類市場90%以上被國外企業（如圣戈班、邁圖等）壟斷；國內只有零星企業在開發該類產品，但是技術水平跟國外巨頭差距甚遠。國內在開發用于塊體氮化硼陶瓷制備的球形氮化硼（S-BN）原料是空白；國內只有少數企業生產導熱填料的S-BN材料；但是其抗壓強度、導熱性等指標與國外有很大差距，比如導熱只能做到2.8-3.2W/m·K，國外企業最高能做到11-13W/m·K，因此國內球形氮化硼只是在個別領域得到很少的實際應用。

通過以上分析，可以得知當前國內外利用產業背景較好，我國發展氮化硼陶瓷產業政策及市場需求前景可觀，市場潛力較大，投資該項目有較強的市場可行性、經濟效益可行性，不僅可以促進我國新型氮化硼陶瓷產業的快速發展，還可以有效滿足當前市場需求。

3 結語

球形氮化硼（S-BN）用途廣泛，既可以用作塊體陶瓷制備，也可以用作電子行業的導熱填料，還可以應用于環保吸附，有機添加劑等領域，比如油漆、潤滑油添加劑等等；其中導熱填料的市場規模每年在20-30億元，如產品按市場占有份額10%-20%計，可達到2-4億元，且每年遞增速度很快，經濟效益顯著；球形氮化硼（S-BN）如果作為生產塊體BN陶瓷原料，可以搶占國際的高端BN陶瓷產品應用市場，市場規模也可達億元計算；因此國內球形氮化硼（S-BN）項目，可打破國外少數幾家企業對導熱球形氮化硼填料的壟斷，降低電子行業制造成本，可帶動國內陶瓷（氮化硼及助劑）材料發展及水平提升，有著積極的社會及經濟效益。

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Analysis of S-BN Application and Market Prospect

DUAN Wen-ting1、ZHANG Da-jun2、ZHANG Dong2、ZHOU Hai-li1、LIN Xian-feng1

（1.Jiangxi Industrial Ceramic Research amp; Design Institute Fine-Ceramics Co.，Ltd.， Jiangxi Pingxiang 337000

2.Shandong Industrial Ceramics Research amp; Design Institute Co.， Ltd， ShanDong ZiBo 255000）

Abstract： S-BN is a kind of Polycrystalline sphere composed of BN micron sized monolithic.On account of excellent isotropy，small specific surface area，high thermal conductivity，low dielectric constant and self-lubrication， is widely used in preparation of bulk BN ceramics，heat-conducting fillers，lubricant additives，release agent and so on，the market potential is tremendous.At present，over 90% of this kind of domestic market is monopolized by foreign enterprises，only sporadic domestic enterprises are developing such products.

Keywords： S-BN; Rapidly heat radiation; High thermal conductivity; Market size